铁尾矿混合砂混凝土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种混凝±制备，具体设及一种特细铁尾矿与机制砂组成混合砂作为 细骨料制备的高强混凝±，属于铁尾矿资源综合利用技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前我国用砂量逐年攀升，长期的开采导致天然砂资源逐步枯竭，所W寻找适宜 的代砂材料已刻不容缓。铁尾矿大多属于特细砂，具有比表面积大、石粉含量大等特点，不 宜单独作为细集料配制铁尾矿混凝± ;铁尾矿现在的主要利用途径是生产建筑中砂。建筑 中砂生产过程是将铁尾矿中的粗颗粒筛选出来作为建筑中砂，然后将剩下的细颗粒再排放 到尾矿库中，由于铁尾矿粒径大部分在ImmW下，符合建筑中砂范围的粗颗粒很少，大部分 铁尾矿仍然要排放到尾矿库中存放，目前铁尾矿利用率不到5%。
[0003] 为了提高铁尾矿砂的利用率，采用铁尾矿特细砂与机制砂混合搭配成II区中砂 作为细集料配制混凝±。混合砂可W克服铁尾矿砂细度模数偏细、机制砂颗粒粗糖的缺点， 采用二者混合，可W优化颗粒分布，运样的混合砂应满足混凝±对建筑用砂的各项技术要 求。使用铁尾矿混合砂配制混凝±，技术关键是混合砂粗细砂混合比例的确定；采用不同混 合比例的混合砂进行筛分分析和混凝±试验，保证达到优良的工作性能、力学性能，优选出 最佳的混合比例，使混凝±体系中各个颗粒级配分布合理；其混合比例可按照混凝±工作 性要求、混合砂细度模数等要求调整，W满足不同强度等级的混凝±。搭配使用聚簇酸高效 减水剂和粉煤灰、矿渣粉、超细娃灰等矿物渗和料，优化铁尾矿特细砂和机制砂混合比例配 制低水胶比、大巧落度高强度混凝±是完全可行的。
[0004] 中国专利CN103964772A中公开的铁尾矿高强混凝±中铁尾矿砂的细度模数为 1. 9~2. 6,不属于特细砂，铁尾矿砂取代天然中砂的重量百分比即铁尾矿砂占混合砂总 重量的百分比为60%~70%，而本发明中所述铁尾矿特细砂的细度模数为0. 8~1. 4,属 于特细砂，铁尾矿混合砂为铁尾矿特细砂与机制砂混合，且铁尾矿特细砂占混合砂质量的 45%~60%。中国专利CN101182141A公开一种W铁尾矿为主要原料制备胶凝材料和W铁 尾矿为细骨料制备细骨料，其配比与本发明有本质区别。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的是提供一种铁尾矿混合砂混凝±，本发明通过开发利用铁尾矿特细 砂与机制砂组成混合砂作为细骨料制备高强混凝±，能够减少铁尾矿对环境的污染，降低 天然砂的开采量和开采能耗，降低混凝±生产成本，具有明显的经济和社会效益。
[0006] 本发明公开了一种铁尾矿混合砂混凝±，所述铁尾矿混合砂混凝±由52. 5级水 泥、铁尾矿混合砂、碎石、渗合料、聚簇酸高效减水剂和水组成，所述铁尾矿混合砂混凝±各 组份的质量百分比为：所述52. 5级水泥16 %~20 %，所述铁尾矿混合砂22 %~27 %，所述 碎石45 %~48 %，所述渗合料5. 5 %~6. 5 %，所述水7. 3 %~8. 1 %，所述聚簇酸高效减水 剂 0. 2%~0. 3%。
[0007] 所述铁尾矿混合砂的细度模数为2. 5~2. 8,所述铁尾矿混合砂中石粉的质量百 分比为2. 0%~5. 0%。
[0008] 所述铁尾矿混合砂由铁尾矿特细砂和机制砂组成，所述铁尾矿特细砂的细度模数 为0. 8~1. 4,所述铁尾矿特细砂中石粉的质量百分比为2. 0%~10. 0% ;所述机制砂的细 度模数为3. 1~3. 5,所述机制砂中石粉质量百分比为2. 0%~4. 0%。
[0009] 所述铁尾矿混合砂中铁尾矿特细砂的质量百分比为45%~60%。
[0010] 所述渗合料为粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、娃灰中的任一种或任两种的混合或=种 的混合。 W11] 本发明具有W下优点：
[0012] (1)W特细铁尾矿混合砂配制的C60-C80混凝±，由于铁尾矿中含有5-10%的石 粉微粒，使尾矿砂混凝±具有良好的保水性，便于振捣成形，和易性好。石粉微粒填实了混 凝±中的空隙，减少有害大孔数目，明显改善混凝±的孔径大小及分布，强化了水泥浆体一 集料的界面结构，从而增强了水泥与骨料间的密实性，提高了混凝±的抗冻性及抗渗性。
[0013] (2)开发利用铁矿尾矿不仅减少了开采天然砂对生态环境的破坏，而且减少了铁 矿尾矿本身对环境的破坏，变废为宝，实现资源二次利用，可W大大降低混凝±成本，产生 较大的经济效益。
[0014] 做开发利用铁矿尾矿符合可持续发展、实现循环经济的基本国策，具有显著的社 会效益，按国家对资源综合利用的税收政策，使用采矿废石、选矿尾矿达到30%的企业，还 可W享受免收增值税的优惠政策，效益更加明显。
【具体实施方式】
[0015] 一种铁尾矿混合砂混凝±，所述铁尾矿混合砂混凝±由52. 5级水泥、铁尾矿混合 砂、碎石、渗合料、聚簇酸高效减水剂和水组成，所述铁尾矿混合砂混凝±各组份的质量百 分比为：所述52. 5级水泥16 %~20%，所述铁尾矿混合砂22 %~27%，所述碎石45 %~ 48 %，所述渗合料5. 5 %~6. 5 %，所述水7. 3 %~8. 1 %，所述聚簇酸高效减水剂0. 2 %~ 0. 3%。
[0016] 所述铁尾矿混合砂的细度模数为2. 5~2. 8,所述铁尾矿混合砂中石粉的质量百 分比为2. 0%~5. 0%。
[0017] 所述铁尾矿混合砂由铁尾矿特细砂和机制砂组成，所述铁尾矿特细砂的细度模数 为0. 8~1. 4,所述铁尾矿特细砂中石粉的质量百分比为2. 0%~10. 0% ;所述机制砂的细 度模数为3. 1~3. 5,所述机制砂中石粉质量百分比为2. 0%~4. 0%。 阳01引所述铁尾矿混合砂中铁尾矿特细砂的质量百分比为45%~60%。
[0019] 所述渗合料为粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、娃灰中的任一种或任两种的混合或=种 的混合。
[0020] 铁尾矿混合砂中铁尾矿特细砂占混合砂渗入质量比为45 %~60%，具体渗入比 例如表1所述：
[0021] 表1混合砂中铁尾矿砂和机制砂渗入比例
[0022]
阳023] C60-C80铁尾矿高等级混凝±的配制使用聚簇酸高效减水剂和渗合料，渗合料为 粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、娃灰中的任一种或任两种的混合或=种的混合，砂石级配合理调 整，达到整个混凝±体系最密实、用水量最小；水胶比控制在0. 40W下，通过优化铁尾矿特 细砂和机制砂混合比例配制高强度混凝±，特细铁尾矿混合砂高强混凝±原料各组分占单 方混凝±比重见表2。
[0024] 表2特细铁尾矿混合砂高强混凝±原料各组分占单方混凝±比重化g/m3)
[0026] 配制C60-C80高性能混凝±需使用中砂，然而安徽省马鞍山地区大多数是天然细 砂。马鞍山南山矿选矿后的尾矿颗粒形状多棱角，属多面立方体，在硬化混凝±中有非常好 的咬合力，其质量完全符合JG巧2-2006《普通混凝±用砂、石质量及检验方法标准》的技术 要求，但由于尾矿本身在颗粒形态、粒度分布等方面的先天不足，为保证混凝±的和易性， 将铁尾矿和机制砂按一定比例搭配成中砂，可W克服铁尾矿砂细度模数偏细、机制砂颗粒 粗糖的缺点，采用二者混合，可W优化颗粒分布，运样的混合砂满足混凝±对建筑用砂的各 项技术要求，混合砂中铁尾矿砂和机制砂渗入质量比见表3。
[0027] 表3混合砂中铁尾矿砂和机制砂渗入质量比
[0029] 按照W上试验方案进行检测，工作性指标满足巧落度〉210mm、扩展度巧50mm混凝 ± 28天龄期抗压强度基本能达到68~90MPa，其他各龄期强度发展也符合C60~C80的强 度要求，其混凝±拌合物工作性能及力学性能试验结果见表4。
[0030] 表4特细铁尾矿混合砂高强混凝±工作性能和抗压强度
[0032] 用特细铁尾矿混合砂配制C60-C80高强混凝±试件，检测其抗冻性能、氯离子渗 透性能和干缩性能，探寻铁尾矿高强混凝±微结构的控制及影响其结构耐久性的关键因 素，高强混凝±试件抗冻性能试验结果见表5。
[0033] 表5高强混凝±试件抗冻性能试验结果
[0035] 高强混凝±抗氯离子渗透性能的试验结果见表6。
[0036] 表6高强混凝±抗氯离子渗透性能的试验结果
[0038] 高强混凝±干燥收缩性能的试验结果见表7。
[0039] 表7高强混凝±干燥收缩性能的试验结果（X10 6)
[0040]
[0041] 本发明的铁尾矿混合砂混凝±耐久性试验结果分析：
[0042] (1)提高抗冻性及抗渗性：
[0043] 特细铁尾矿混合砂配制的C60-C80混凝±，由于铁尾矿中含有5-10%的石粉微 粒，使尾矿砂混凝±具有良好的保水性，便于振捣成形，和易性好。石粉微粒填实了混凝± 中的空隙，减少有害大孔数目，明显改善混凝±的孔径大小及分布，强化了水泥浆体一集料 的界面结构，从而增强了水泥与骨料间的密实性，提高了混凝±的抗冻性及抗渗性。 W44] 似收缩性能：
[0045] 对于尾矿中的石粉，通过大量的试验表明，当亚甲蓝试验MB值不大于1. 4时，粉料 的主体是石粉，可W填充混凝±中的结构孔隙，优化孔结构，起到微集料效应，并且与水泥 基材料相容性良好，对混凝±的密实性及强度有利；当MB值小于1. 4,含泥量小于7 %时，混 凝上收缩无明显增大。
【主权项】
1. 一种铁尾矿混合砂混凝土，其特征在于，所述铁尾矿混合砂混凝土由52. 5级水泥、 铁尾矿混合砂、碎石、掺合料、聚羧酸高效减水剂和水组成，所述铁尾矿混合砂混凝土各组 份的质量百分比为：所述52. 5级水泥16%~20%，所述铁尾矿混合砂22%~27%，所述碎石 45%~48%，所述掺合料5. 5%~6. 5%，所述水7. 3%~8. 1%，所述聚羧酸高效减水剂0. 2%~ 0. 3%〇2. 根据权利要求1所述的铁尾矿混合砂混凝土，其特征在于，所述铁尾矿混合砂的细 度模数为2. 5~2. 8,所述铁尾矿混合砂中石粉的质量百分比为2. 0%~5. 0%。3. 根据权利要求1或2所述铁尾矿混合砂混凝土，其特征在于，所述铁尾矿混合砂由铁 尾矿特细砂和机制砂组成，所述铁尾矿特细砂的细度模数为〇. 8~1. 4,所述铁尾矿特细砂 中石粉的质量百分比为2. 0%~10. 0% ;所述机制砂的细度模数为3. 1~3. 5,所述机制砂中 石粉质量百分比为2. 0%~4. 0%。4. 根据权利要求3所述铁尾矿混合砂混凝土，其特征在于，所述铁尾矿混合砂中铁尾 矿特细砂的质量百分比为45%~60%。5. 根据权利要求1所述铁尾矿混合砂混凝土，其特征在于，所述掺合料为粉煤灰、粒化 高炉矿渣粉、硅灰中的任一种或任两种的混合或三种的混合。
【专利摘要】本发明公开了一种铁尾矿混合砂混凝土，由52.5级水泥、铁尾矿混合砂、碎石、掺合料、聚羧酸高效减水剂和水组成，所述铁尾矿混合砂混凝土各组份的质量百分比为：所述52.5级水泥16%～20%，所述铁尾矿混合砂22%～27%，所述碎石45%～48%，所述掺合料5.5%～6.5%，所述水7.3%～8.1%，所述聚羧酸高效减水剂0.2%～0.3%。该铁尾矿混合砂混凝土具有良好的保水性，便于振捣成形，和易性好。
【IPC分类】C04B28/02, C04B18/12, C04B18/14
【公开号】CN105236860
【申请号】CN201510578769
【发明人】何兆芳, 尹万云, 金仁才
【申请人】中国十七冶集团有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月11日